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气瓶管理手持式RFID阅读器设计

作　者: 张鹏
导　师: 王慧锋
学　校: 华东理工大学
专　业: 控制科学与工程
关键词: 射频识别阅读器气瓶管理 ISO/IEC 15693
分类号: TP391.44
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 52次
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内容摘要

近年来气瓶事故屡有发生,给人的生命财产造成了严重损失。加强气瓶监管变得尤为重要。为了提高气瓶管理水平,必须采用先进技术手段。作为一种新的技术手段,RFID(射频识别)技术可以实现气瓶的数字化管理,有效提高气瓶管理的水平。本文在阐述了RFID技术的基础上,根据气瓶管理应用的要求,设计开发了一款用于气瓶管理的手持式RFID阅读器。文章对硬件设计与程序设计进行了重点介绍,并对一些关键问题进行了讨论。阅读器的硬件主要包括电源管理部分、处理器部分、人机接口部分、存储器部分、串口通讯部分、SAM卡部分以及RFID模块。程序设计包括RFID模块的程序设计、人机接口程序设计、数据存储程序设计以及RS232串口通讯程序设计。文章还对数据安全性、防爆性能、功耗控制等关键性问题进行了研究,并给出了相应的解决方法。经测试,该RFID阅读器达到了预定的设计要求。阅读器能够对气瓶电子标签进行读写,在识别距离和识别的成功率方面均具有良好的性能。阅读器的功耗也在合理的范围以内。阅读器实现了友好的人机接口,并实现了数据存储和数据上传功能。阅读器的功能和性能指标均达到了气瓶管理的要求。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章绪论  10-14
  1.1 课题背景  10-11
  1.2 课题意义  11-12
  1.3 国内外发展现状和趋势  12
  1.4 设计目标和研究内容  12-13
  1.5 论文内容安排  13-14
第2章 RFID技术  14-20
  2.1 自动识别技术  14-15
  2.2 RFID系统的基本组成  15-16
  2.3 RFID阅读器  16
  2.4 RFID电子标签  16-17
  2.5 ISO/IEC 15693标准  17-19
    2.5.1 空中信号和初始化  17
    2.5.2 防冲突和传输协议  17-19
  2.6 本章小结  19-20
第3章阅读器需求分析与设计方案  20-24
  3.1 阅读器需求分析  20-21
    3.1.1 功能需求  20
    3.1.2 性能参数需求  20-21
    3.1.3 成本方面的要求  21
  3.2 阅读器设计方案  21-23
    3.2.1 硬件总体设计方案  21-23
    3.2.2 几个关键问题的解决方案  23
  3.3 本章小结  23-24
第4章阅读器硬件设计  24-43
  4.1 电源管理电路  24-30
    4.1.1 锂电池充电电路设计  24-25
    4.1.2 单键开关机控制电路的设计  25-29
    4.1.3 LDO芯片的电路设计  29
    4.1.4 DC/DC升压电路设计  29-30
  4.2 微控制器电路  30-31
  4.3 液晶屏模块电路  31-33
  4.4 触摸屏电路  33-35
    4.4.1 触摸屏原理  33-34
    4.4.2 触摸屏接口电路  34-35
  4.5 按键接口电路  35-36
  4.6 存储器电路  36-37
  4.7 串口通讯电路  37-38
  4.8 SAM卡电路  38-39
  4.9 RFID模块电路  39-42
  4.10 本章小结  42-43
第5章阅读器程序设计  43-67
  5.1 RFID模块的程序设计  43-55
    5.1.1 HF-I Plus标签的存储结构  43-44
    5.1.2 ISO/EC 15693协议的帧格式  44-46
    5.1.3 RFID模块的自定义通信协议设计与实现  46-53
    5.1.4 具有冲突检测功能的寻卡命令的实现  53-55
  5.2 人机接口程序设计  55-65
    5.2.1 LCD接口程序设计  55-56
    5.2.2 触摸屏接口程序设计  56-60
    5.2.3 键盘接口程序设计  60-61
    5.2.4 图形用户界面(GUI)系统的设计  61-65
  5.3 数据存储程序设计  65
  5.4 RS232串口通讯程序设计  65-66
  5.5 本章小结  66-67
第6章若干问题的探讨与解决方法  67-71
  6.1 数据安全性  67-68
  6.2 防爆性能  68-70
    6.2.1 电路部分的本质安全设计  69
    6.2.2 电池部分的防爆设计  69-70
  6.3 功耗控制  70
  6.4 本章小结  70-71
第7章总结与展望  71-73
  7.1 工作总结  71
  7.2 工作展望  71-73
参考文献  73-76
致谢  76

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